Wat is de powerfactor?

De powerfactor (PF) wordt ook wel vermogensfactor genoemd.

De powerfactor is een maat voor de efficiëntie waarmee elektrisch vermogen wordt omgezet in nuttige energie in een elektrisch systeem. Het geeft de verhouding weer tussen het werkelijke vermogen en het schijnbare vermogen in een elektrisch circuit.

Dit wordt berekend met de volgende formule:

Powerfactor (PF) = Werkelijk vermogen (P) / Schijnbaar vermogen (S)

Waarbij:

Werkelijk vermogen (P) wordt gemeten in watt (W) en is het vermogen dat nuttig werk levert.

Schijnbaar vermogen (S) wordt gemeten in voltampère (VA) en is het totale vermogen dat het systeem gebruikt

De powerfactor is een getal tussen 0 en 1 en wordt soms uitgedrukt als een percentage. Hoe dichter de powerfactor bij de 1 ligt, hoe efficiënter het elektrische systeem werkt. Een powerfactor van 1 (of 100%) betekent dat al het gebruikte vermogen daadwerkelijk wordt omgezet in nuttige arbeid, zonder verlies door faseverschuiving tussen stroom en spanning. Alle stroom die wordt getrokken wordt gebruikt om nuttig werk te doen, zoals het verlichten van een lamp of het draaien van een motor.

In veel gevallen is de powerfactor minder dan 1 door inductieve belastingen (zoals motoren en transformatoren), die een faseverschuiving veroorzaken tussen de spanning en de stroom. Dit betekent dat er extra stroom nodig is om dezelfde hoeveelheid nuttige energie te leveren, wat kan leiden tot verlies van efficiëntie en hogere kosten voor het elektriciteitsnetwerk. Het systeem gebruikt dus meer stroom dan nodig is om het werk te doen.

Waarom is de powerfactor belangrijk?

Als de powerfactor laag is, wordt er meer stroom verbruikt dan nodig is om dezelfde hoeveelheid nuttig werk te verrichten. Dit leidt tot:

• Hogere energiekosten: Een lage powerfactor zorgt ervoor dat het elektriciteitsnet meer stroom moet leveren dan efficiënt is.
• Hogere belasting van het systeem: Transformatoren, kabels en andere componenten moeten grotere stromen verwerken, wat tot slijtage en hogere investeringskosten kan leiden.
• Boetes voor bedrijven: Netbeheerders rekenen vaak extra kosten als de powerfactor onder een bepaald niveau zakt, omdat dit inefficiënt is voor het elektriciteitsnet.

Wat beïnvloedt de powerfactor?

• Inductieve belastingen: Apparaten veroorzaken een faseverschuiving tussen spanning en stroom. Hierdoor wordt een deel van het vermogen niet nuttig gebruikt.
• Capacitieve belastingen: Dit komt minder vaak voor, maar kan optreden in sommige industriële toepassingen met condensatoren.
• Weerstandsbelastingen: Apparaten die geen faseverschuiving veroorzaken hebben meestal een powerfactor dicht bij 1.

Hoe wordt een lage powerfactor gecorrigeerd?

Een lage powerfactor kan worden verbeterd door vermogenscompensatie. Meestal wordt dit met behulp van condensatoren of synchronisatiemachines gedaan. Deze apparaten compenseren de faseverschuiving die door inductieve belastingen wordt veroorzaakt. Hierdoor komt de stroom beter overeen met de spanning. Dit verlaagt de verliezen en verbetert de efficiëntie.

Wat is dan schijnbaar vermogen?

Schijnbaar vermogen is de totale hoeveelheid elektrisch vermogen die door een wisselstroomcircuit wordt geleverd. Het omvat zowel het actieve vermogen (P) als het reactieve vermogen (Q). Schijnbaar vermogen wordt gemeten in voltampère (VA) en is een belangrijke parameter bij het ontwerpen en beoordelen van een elektrisch systeem.

Kenmerken van het schijnbaar vermogen:

• Samengesteld vermogen: Het schijnbaar vermogen is de vectoriële som van het actieve vermogen en het reactieve vermogen.
• Formule om schijnbaar vermogen te berekenen:

S = v (P² + Q²)

• Alternatieve berekening: Als de spanning (U) en stroom (I) bekend zijn, kun je het ook berekenen als:

S = U x I

Dit geldt alleen in een ideale situatie, waar geen sprake is van faseverschuiving.

• Vectorvoorstelling: In een diagram wordt schijnbaar vermogen vaak als een hypotenusa van een rechthoekige driehoek weergegeven, met P en Q als rechthoekige zijden.

Het belang van schijnbaar vermogen is belangrijk, omdat men aan de hand hiervan de benodigde grootte van elektrische componenten (zoals generatoren, transformatoren en kabels) kan bepalen. Verder houdt het rekening met het totale vermogen dat een systeem vereist, inclusief verlies door reactief vermogen.

Wat is de relatie tussen de powerfactor en BREAAM.

Hoewel de powerfactor en BREAAM verschillende termen zijn, kunnen deze elkaar wel raken bij het energie-efficiënt duurzaam ontwerpen van gebouwen.

• Energie-efficiëntie: Een goede powerfactor zorgt ervoor dat een gebouw een efficiënter energieverbruik heeft. Dit draagt weer bij aan een lager energieverbruik en een lagere CO² uitstoot. Dit sluit dan weer aan bij de BREAAM-doelstellingen.
• Technische installaties: Bij het ontwerpen van installaties in BREAAM-gecertificeerde gebouwen is de powerfactor belangrijk om de prestaties en duurzaamheid te maximaliseren.
• Monitoring en smart grid: Moderne BREAAM projecten kunnen powerfactorcorrectie integreren in slimme energiemanagementsystemen. Dit kan extra punten opleveren in de categorieën: Innovatie en/of energie.

Is er een relatie tussen de powerfactor en BENG?

BENG richt zich voornamelijk op het gebouw als geheel, maar een goede powerfactor kan wel bijdragen aan het behalen van de volgende BENG-eisen:

• Energie-efficiëntie (BENG 2): Een lage powerfactor veroorzaakt energieverliezen en een hoog primair energieverbruik. Een goede powerfactor helpt juist om deze verliezen te minimaliseren. Dit draagt weer bij aan een lager fossiel energieverbruik (BENG 2).
• Optimale werking van technische installaties: Als de powerfactor goed is, kunnen installaties als warmtepompen, verlichting en ventilatiesystemen efficiënter werken. Dit verlaagt het energieverbruik, wat zowel in BENG 1 en BENG 2 positief beïnvloed.
• Gebruik van hernieuwbare energie (BENG 3): Bij het toepassen van eigen energieopwekking (zoals zonnepanelen) kan een lage powerfactor de teruglevering aan het net verstoren. Een optimale powerfactor verbetert de integratie van hernieuwbare energie.
• Energiebalans: In slimme energienetwerken (smart grid), waar BENG-projecten vaak deel van uitmaken kan een goede powerfactor helpen de energiebalans in het gebouw en het netwerk te verbeteren.

Conclusie BENG en Powerfactor:

Het verbeteren van de powerfactor is geen expliciete eis binnen BENG, maar draagt indirect wel bij aan het behalen van de doelen, door energie-efficiëntie te verhogen en energieverliezen te minimaliseren. In gebouwen die voldoen aan de BENG-normen is het raadzaam om aandacht te besteden aan de powerfactor, vooral bij installaties met een hoog elektrisch verbruik.

• Een goede powerfactor is dus belangrijk voor het optimaliseren van het energieverbruik en het vermijden van onnodige kosten.
• Een powerfactor van 1 betekent maximale efficiëntie.
• Een lage powerfactor duidt op energieverspilling.
• Correctie van de powerfactor leidt tot kostenbesparing en minder belasting van het elektriciteitsnet.

Lichtadvies nodig?

Heb je na het lezen van dit artikel nog vragen of twijfel je tussen verschillende LED armaturen? Wij helpen je graag bij het maken van een goede keuze. Wij zorgen voor het juiste licht én luxniveaus voor jouw project. Onze lichtexperts zijn maandag tot en met vrijdag bereikbaar van 08:00 tot 17:00 (via 040 209 49 00 of via info@distrilight.com) om u te helpen met het maken van een goede keuze. Topservice gegarandeerd!